高中生物2022年高考生物一輪復(fù)習(xí) 第10單元 第34講　細(xì)胞工程

第34講細(xì)胞工程[目標(biāo)要求]1.植物的組織培養(yǎng)。2.動物細(xì)胞培養(yǎng)與體細(xì)胞克隆。3.細(xì)胞融合與單克隆抗體?？键c一植物細(xì)胞工程1．細(xì)胞工程的概念2．植物組織培養(yǎng)(1)理論基礎(chǔ)：植物細(xì)胞的全能性。即具有某種生物全部遺傳信息的任何一個細(xì)胞，都具有發(fā)育成完整生物體的潛能。(2)流程簡圖①脫分化：讓已分化的細(xì)胞，經(jīng)過誘導(dǎo)后，失去其特有的結(jié)構(gòu)和功能而轉(zhuǎn)變成未分化細(xì)胞的過程。②再分化：愈傷組織細(xì)胞內(nèi)基因選擇性表達(dá)，形成具有不同功能的細(xì)胞。(3)實例：胡蘿卜的組織培養(yǎng)。(4)優(yōu)勢：只進(jìn)行有絲分裂，子代與親代的遺傳物質(zhì)相同，不出現(xiàn)性狀分離。教材中的隱性知識源于選修3P36“小知識”(1)固體培養(yǎng)基中的無機營養(yǎng)成分包括水、無機鹽，有機營養(yǎng)成分包括小分子糖類、氨基酸等物質(zhì)。(2)培養(yǎng)基中的蔗糖只是提供碳源嗎？還起什么作用？提示蔗糖不僅提供碳源，還可以維持細(xì)胞滲透壓。3．植物體細(xì)胞雜交技術(shù)(1)概念：將不同種的植物體細(xì)胞，在一定條件下融合成雜種細(xì)胞，并把雜種細(xì)胞培育成新的植物體的技術(shù)。(2)操作流程①去壁：對應(yīng)圖中a過程，即去除細(xì)胞壁，獲得具有活力的原生質(zhì)體，用到的酶是纖維素酶和果膠酶。②誘導(dǎo)融合：對應(yīng)于圖中b過程，即原生質(zhì)體的融合。eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(原理：細(xì)胞膜具有一定的流動性,\x(誘導(dǎo)融,合方法)\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(物理法：包括離心、振蕩、電激等,化學(xué)法：一般用聚乙二醇PEG作為誘導(dǎo)劑)),融合成功標(biāo)志：再生出細(xì)胞壁))③培養(yǎng)：過程d是植物組織培養(yǎng)，其原理是植物細(xì)胞的全能性。(3)意義：克服了遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙。教材中的隱性知識源于選修3P38“思考與探究”：為什么“番茄—馬鈴薯”超級雜種植株沒有如科學(xué)家所想象的那樣，地上長番茄、地下結(jié)馬鈴薯？提示主要原因是生物基因的表達(dá)不是孤立的，它們之間是相互調(diào)控、相互影響的，所以馬鈴薯—番茄雜交植株的細(xì)胞中雖然具備兩個物種的遺傳物質(zhì)，但這些遺傳物質(zhì)的表達(dá)相互干擾，不能像馬鈴薯或番茄植株中的遺傳物質(zhì)一樣有序表達(dá)。4．植物細(xì)胞工程的實際應(yīng)用(1)植物繁殖的新途徑①微型繁殖：用于快速繁殖優(yōu)良品種的植物組織培養(yǎng)技術(shù)。注意微型繁殖是無性繁殖，進(jìn)行有絲分裂，其遺傳物質(zhì)不變。特點eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(a.保持優(yōu)良品種的遺傳特性,b.高效快速地實現(xiàn)種苗的大量繁殖))②作物脫毒：選取作物無毒組織(如莖尖)進(jìn)行組織培養(yǎng)，獲得脫毒苗的技術(shù)。③人工種子：以植物組織培養(yǎng)得到的胚狀體、不定芽、頂芽和腋芽等為材料，經(jīng)過人工薄膜包裝得到的種子。注意人工種子是無性繁殖，而自然種子是有性繁殖。(2)作物新品種的培育：單倍體育種、突變體的利用。(3)細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)：即利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)生產(chǎn)蛋白質(zhì)、脂肪、糖類、藥物、香料和生物堿等。注意采用液體培養(yǎng)基，培養(yǎng)到愈傷組織階段，得到的是愈傷組織細(xì)胞的代謝產(chǎn)物。教材中的隱性知識源于選修3P40“小知識”及“討論”(1)胚狀體是由愈傷組織再分化而來，是已分化的結(jié)構(gòu)，相當(dāng)于正常受精卵發(fā)育形成的胚，與其有類似的結(jié)構(gòu)和發(fā)育過程。(2)針對植物種類和土壤等條件，在人工種子的包裹劑中可以加入適量的養(yǎng)分、無機鹽、有機碳源以及農(nóng)藥、抗生素、有益菌等。為了促進(jìn)胚狀體的生長發(fā)育，還可以向人工種皮中加入一些植物生長調(diào)節(jié)劑。(1)棉花根尖細(xì)胞經(jīng)誘導(dǎo)形成幼苗能體現(xiàn)細(xì)胞的全能性(√)(2)植物的每個細(xì)胞都能表現(xiàn)出細(xì)胞的全能性(×)(3)在愈傷組織形成幼苗的再分化過程中，不會發(fā)生細(xì)胞的增殖(×)(4)愈傷組織的形成需要光照(×)(5)植物細(xì)胞的原生質(zhì)體指完整的植物細(xì)胞(×)(6)用鹽酸水解法可去掉細(xì)胞壁，獲得原生質(zhì)體(×)(7)微型繁殖一定能保持親本的優(yōu)良性狀(×)源于選修3P36“正文”(1)植物組織培養(yǎng)過程控制無菌的原因是避免微生物的污染。(2)植物組織培養(yǎng)離體的細(xì)胞能表達(dá)全能性的原因是離體細(xì)胞含有本物種全部的遺傳信息，若不離體這些細(xì)胞在母體上發(fā)生基因選擇性表達(dá)而分化。1．植物組織培養(yǎng)的具體操作——胡蘿卜的組織培養(yǎng)(1)操作步驟取材①胡蘿卜洗凈、削皮、切段(約10cm)；酒精棉球擦手消毒；②胡蘿卜段消毒：用酒精溶液消毒30s后，立即用無菌水清洗2～3次，再用次氯酸鈉溶液處理30min后，立即用無菌水清洗2～3次；③將胡蘿卜段切成1cm厚的橫切片，再選取有形成層的部位，切取1cm3左右的小塊接種避光條件下培養(yǎng)，誘導(dǎo)其脫分化，長出愈傷組織轉(zhuǎn)接將生長良好的愈傷組織轉(zhuǎn)接到分化培養(yǎng)基上，誘導(dǎo)其再分化生成試管苗進(jìn)而發(fā)育成完整小植株移栽移栽到大田，培養(yǎng)成正常植株(2)注意事項①選用形成層進(jìn)行培養(yǎng)的原因是形成層細(xì)胞分裂旺盛，全能性較高，易于脫分化。選用其他部位也可以(理論上具有全能性的細(xì)胞均可)。②光照的控制：在愈傷組織的誘導(dǎo)階段往往要避光培養(yǎng)，有利于細(xì)胞脫分化產(chǎn)生愈傷組織。當(dāng)愈傷組織分化出芽和葉時，一定要有光照，以利于葉片內(nèi)葉綠素的合成。2．植物激素對植物組織培養(yǎng)的影響(1)按照不同的順序使用這兩類激素，會得到不同的實驗結(jié)果使用順序?qū)嶒灲Y(jié)果先使用生長素，后使用細(xì)胞分裂素有利于細(xì)胞分裂，但細(xì)胞不分化先使用細(xì)胞分裂素，后使用生長素細(xì)胞既分裂也分化同時使用分化頻率提高簡記：先“生”分裂不分化，后“生”分裂又分化，同“使”分化頻率高(2)當(dāng)同時使用這兩類激素時，兩者用量的比例影響植物細(xì)胞的發(fā)育方向生長素/細(xì)胞分裂素植物細(xì)胞的發(fā)育方向比值高有利于根的分化、抑制芽的形成比值低有利于芽的分化、抑制根的形成比值適中促進(jìn)愈傷組織的形成簡記：“高”根，“低”芽，“中”愈傷3.植物體細(xì)胞雜交與植物有性雜交中遺傳物質(zhì)的變化設(shè)白菜細(xì)胞含2x條染色體，2個染色體組；甘藍(lán)細(xì)胞含2y條染色體，2個染色體組。項目不同物種體細(xì)胞雜交不同物種有性雜交同一物種雜交過程子代染色體數(shù)目2x＋2yx＋y2x(白菜)或2y(甘藍(lán))子代染色體組數(shù)422子代是幾倍體異源四倍體異源二倍體同源二倍體子代是否可育可育不可育可育繁殖方式無性繁殖有性繁殖有性繁殖變異類型染色體變異染色體變異—考向一植物組織培養(yǎng)技術(shù)1．以某植物的綠色葉片和白色花瓣為材料進(jìn)行植物組織培養(yǎng)，下列相關(guān)敘述正確的是()A．外植體脫分化形成愈傷組織的過程需要生長調(diào)節(jié)劑和光照B．綠色葉片和白色花瓣作為外植體，進(jìn)行組織培養(yǎng)均能獲得試管苗C．若選用花粉進(jìn)行組織培養(yǎng)，能獲得與原植株基因型相同的個體D．組織培養(yǎng)所選用的外植體細(xì)胞必須有完整的細(xì)胞核和葉綠體答案B2．(2019·全國Ⅲ，38)培養(yǎng)胡蘿卜根組織可獲得試管苗，獲得試管苗的過程如圖所示。eq\x(切取潔凈的胡蘿卜根段)→eq\x(對根段進(jìn)行消毒)→eq\x(切取1cm3左右?guī)в行纬蓪拥慕M織塊)→①②③eq\x(接種組織塊)→eq\x(誘導(dǎo)組織塊形成愈傷組織)→eq\x(誘導(dǎo)愈傷組織形成試管苗)④⑤⑥回答下列問題：(1)利用胡蘿卜根段進(jìn)行組織培養(yǎng)可以形成試管苗。用分化的植物細(xì)胞可以培養(yǎng)成完整的植株，這是因為植物細(xì)胞具有_______________________________________________________。(2)步驟③切取的組織塊中要帶有形成層，原因是____________________________________________________________________________________________________________________。(3)從步驟⑤到步驟⑥需要更換新的培養(yǎng)基，其原因是___________________________________________________________________________________________________________。在新的培養(yǎng)基上愈傷組織通過細(xì)胞的________過程，最終可形成試管苗。(4)步驟⑥要進(jìn)行照光培養(yǎng)，其作用是_____________________________________________________________________________________________________________________________。(5)經(jīng)組織培養(yǎng)得到的植株，一般可保持原品種的____________，這種繁殖方式屬于________繁殖。答案(1)全能性(或形成完整植株所需的全部基因)(2)形成層容易誘導(dǎo)形成愈傷組織(3)誘導(dǎo)愈傷組織形成和誘導(dǎo)愈傷組織分化形成試管苗所需的生長素和細(xì)胞分裂素的比例不同再分化(或分化)(4)誘導(dǎo)葉綠素的形成，使試管苗能夠進(jìn)行光合作用(5)遺傳特性無性解析(1)分化的植物細(xì)胞可以培養(yǎng)成完整的植株，這是因為植物細(xì)胞具有全能性。(3)決定植物細(xì)胞脫分化和再分化的關(guān)鍵因素是植物激素的種類和比例，步驟⑤(誘導(dǎo)組織塊形成愈傷組織)和步驟⑥(誘導(dǎo)愈傷組織形成試管苗)所需的生長素和細(xì)胞分裂素的比例不同，故步驟⑤到步驟⑥需更換培養(yǎng)基。愈傷組織通過細(xì)胞的再分化過程形成試管苗。(5)植物組織培養(yǎng)沒有經(jīng)過兩性生殖細(xì)胞的結(jié)合，因此屬于無性繁殖，組織培養(yǎng)得到的植株保持了原品種的遺傳特性。考向二植物體細(xì)胞雜交3．科研人員通過人工授粉實現(xiàn)白菜(2n＝20)和紫甘藍(lán)(2n＝18)的種間雜交，將獲得的幼胚經(jīng)離體培養(yǎng)得到幼苗甲，用秋水仙素處理甲的頂芽獲得幼苗乙。下列敘述正確的是()A．本育種方法的理論基礎(chǔ)是染色體結(jié)構(gòu)變異B．白菜和紫甘藍(lán)間存在生殖隔離，屬于不同物種C．幼苗甲細(xì)胞中含有19條染色體，屬于單倍體D．幼苗乙所有體細(xì)胞中的染色體數(shù)目和種類相同答案B4．科學(xué)家用植物體細(xì)胞雜交的方法，將番茄的原生質(zhì)體和馬鈴薯的原生質(zhì)體融合，成功地培育出了“番茄—馬鈴薯”雜種植株，如圖1所示，其中①～⑤表示過程，a～f表示細(xì)胞、組織或植株。育種工作者還利用番茄進(jìn)行了如圖2所示的三組實驗。據(jù)圖回答下列問題：(1)與過程③密切相關(guān)的具有單層膜結(jié)構(gòu)的細(xì)胞器為______________。(2)過程②后，在顯微鏡下觀察融合的活細(xì)胞中有供體的____________存在，這一特征可作為初步篩選雜種細(xì)胞的標(biāo)志。(3)如果形成c的a、b原生質(zhì)體都來自番茄細(xì)胞，那么更簡單地得到番茄植株f的處理方法是______________________________________________。(4)若雜種植株在有絲分裂過程中，僅保留番茄的染色體而馬鈴薯的染色體會不斷丟失，采用特異性引物對番茄和馬鈴薯基因組DNA進(jìn)行PCR擴(kuò)增，得到兩親本的差異性條帶，可用于雜種植株的鑒定。圖3是用該引物對雙親及4棵再生植株1～4進(jìn)行PCR擴(kuò)增的結(jié)果。據(jù)圖判斷，再生植株1～4中一定是雜種植株的有________(多選)。(5)圖2中過程Ⅰ培育植物體A主要應(yīng)用了__________________技術(shù)。(6)用紅果多室(Yymm)番茄植株的花粉進(jìn)行Ⅱ、Ⅲ有關(guān)實驗，則過程Ⅱ中，培育植物體B的方法(Ⅱ)稱為__________________。答案(1)高爾基體(2)葉綠體(3)用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗(4)1、2、4(5)植物組織培養(yǎng)(6)單倍體育種解析圖1是利用植物體細(xì)胞雜交技術(shù)培育雜種植株，具體過程包括誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合成雜種細(xì)胞和利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)培育成雜種植株兩個過程。過程①是通過酶解法去除細(xì)胞壁獲得原生質(zhì)體a和b，過程②是通過物理或化學(xué)方法(如聚乙二醇)誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合成c，過程③是再生細(xì)胞壁形成雜種細(xì)胞d，過程④是脫分化過程形成愈傷組織e，過程⑤是再分化生成完整植株，過程④和⑤是利用植株組織培養(yǎng)技術(shù)培育完整植株。圖3中1、2和4植株中同時含有番茄和馬鈴薯的染色體，而3只含有番茄的染色體，因此再生植株1～4中一定是雜種植株的有1、2、4。考向三植物細(xì)胞工程的應(yīng)用5．下列有關(guān)植物細(xì)胞工程應(yīng)用的敘述，不正確的是()A．利用組織培養(yǎng)技術(shù)培育脫毒苗，可獲得抗病毒新品種B．利用組織培養(yǎng)技術(shù)獲得人工種子，能保持親本的優(yōu)良性狀C．利用細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)獲得紫草素，實現(xiàn)了細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)D．利用植物體細(xì)胞雜交技術(shù)獲得“蘿卜—甘藍(lán)”，克服了不同生物遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙答案A6．(2020·拉薩模擬)應(yīng)用植物組織培養(yǎng)技術(shù)，不僅可實現(xiàn)種苗的快速繁殖、培育無病毒植株，也可加快作物及苗木育種。下面是培育柑橘耐鹽植株的實驗流程：eq\a\vs4\al\co1(莖,段)→eq\a\vs4\al\co1(愈傷,組織)eq\o(→,\s\up7(處理1：先用γ射線照射),\s\do5(處理2：后在培養(yǎng)基中加入物質(zhì)X))eq\a\vs4\al\co1(挑選生長的,愈傷組織)→eq\a\vs4\al\co1(耐鹽,植株)回答下列問題：(1)愈傷組織是由離體的莖段經(jīng)__________過程形成的，此時愈傷組織細(xì)胞____________(填“具有”或“不具有”)細(xì)胞的全能性，愈傷組織經(jīng)過________過程形成耐鹽植株。在植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基中除無機營養(yǎng)成分、有機營養(yǎng)成分、瓊脂外，還需要添加______________。(2)對愈傷組織進(jìn)行了兩次處理，處理1中γ射線照射的目的是______________，用γ射線不直接處理莖段而是處理愈傷組織，原因是_______________________________________________________________________________________________________________________；處理2中添加的物質(zhì)X為______________。(3)植物組織培養(yǎng)技術(shù)也被廣泛應(yīng)用于其他作物的育種中。在培育白菜—甘藍(lán)、三倍體無子西瓜、農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法獲得抗蟲棉中，必須用到植物組織培養(yǎng)技術(shù)的是___________________________________________________________________________________________________。答案(1)脫分化具有再分化植物激素(2)誘導(dǎo)基因突變愈傷組織細(xì)胞處于不斷分裂狀態(tài)，易受到培養(yǎng)條件和外界壓力的影響而產(chǎn)生突變氯化鈉(3)培育白菜—甘藍(lán)、農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法獲得抗蟲棉解析(1)愈傷組織是離體的莖段脫分化形成的，每個細(xì)胞都脫離了原來的分化狀態(tài)，都具有全能性，愈傷組織經(jīng)過再分化過程才能形成植株。在植物組織培養(yǎng)過程中，除了加入營養(yǎng)物質(zhì)之外，還要加入植物激素，因為植物激素在脫分化和再分化過程中起重要作用。(3)白菜—甘藍(lán)形成的過程中，先形成雜種細(xì)胞，再由雜種細(xì)胞利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)培育成雜種植株；農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法獲得抗蟲棉的過程中，將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞，再通過植物組織培養(yǎng)技術(shù)形成植株?？键c二動物細(xì)胞培養(yǎng)和核移植技術(shù)1．動物細(xì)胞培養(yǎng)——動物細(xì)胞工程技術(shù)的基礎(chǔ)(1)原理：細(xì)胞增殖。(2)過程(3)培養(yǎng)條件①無菌、無毒的環(huán)境：對培養(yǎng)液和所有培養(yǎng)用具進(jìn)行無菌處理；添加一定量的抗生素；定期更換培養(yǎng)液以清除代謝產(chǎn)物。②營養(yǎng)：除正常的有機和無機營養(yǎng)外，還需加入血清、血漿等一些天然成分。③溫度和pH：適宜溫度為36.5±0.5_℃(哺乳動物)，pH為7.2～7.4(多數(shù)細(xì)胞)。④氣體環(huán)境：95%空氣加5%CO2(維持培養(yǎng)液的pH)。(4)應(yīng)用：生物制品的生產(chǎn)、檢測有毒物質(zhì)、醫(yī)學(xué)研究等。教材中的隱性知識源于選修3P44“尋根問底”：胰蛋白酶處理動物組織，對細(xì)胞的消化有兩種情況：(1)短時間內(nèi)不會(填“會”或“不會”)被消化，原因是細(xì)胞表面具有糖蛋白，對細(xì)胞具有一定的保護(hù)作用。(2)長時間后細(xì)胞會(填“會”或“不會”)被消化，原因是細(xì)胞表面糖蛋白的保護(hù)作用是有限的；細(xì)胞膜的主要成分包括磷脂和蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)可被胰蛋白酶水解。2．動物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動物(1)原理：動物體細(xì)胞核具有全能性。(2)動物體細(xì)胞核移植技術(shù)的過程(3)應(yīng)用前景和存在的問題前景畜牧業(yè)加速家畜遺傳改良進(jìn)程保護(hù)瀕危物種醫(yī)藥衛(wèi)生①作為生物反應(yīng)器生產(chǎn)醫(yī)用蛋白；②轉(zhuǎn)基因克隆動物的細(xì)胞、組織和器官可作為異種移植的供體；③人的核移植胚胎干細(xì)胞經(jīng)過誘導(dǎo)分化形成相應(yīng)的組織、器官，可用于器官移植問題成功率非常低克隆動物存在健康問題，表現(xiàn)出遺傳和生理缺陷對克隆動物食品的安全性問題存在爭議(1)制備肝細(xì)胞懸液時先用剪刀剪碎肝組織，再用胃蛋白酶處理(×)(2)肝細(xì)胞培養(yǎng)過程中通常在培養(yǎng)液中通入5%的CO2刺激細(xì)胞呼吸(×)(3)在25℃的實驗條件下可順利完成大鼠神經(jīng)細(xì)胞的培養(yǎng)(×)(4)培養(yǎng)保留接觸抑制的細(xì)胞在培養(yǎng)瓶壁上可形成多層細(xì)胞(×)(5)二倍體細(xì)胞的傳代培養(yǎng)次數(shù)通常是無限的(×)(6)動物細(xì)胞核移植的受體細(xì)胞必須是卵細(xì)胞(×)源于選修3P49“討論”(1)核移植技術(shù)中必須先去掉受體卵母細(xì)胞的細(xì)胞核的原因是保證核移植動物的核遺傳物質(zhì)全部來自供體細(xì)胞。(2)用于核移植的供體細(xì)胞一般都選用傳代10代以內(nèi)的細(xì)胞，原因是10代以內(nèi)的細(xì)胞一般保持正常的二倍體核型，未發(fā)生基因突變。(3)通過體細(xì)胞核移植方法生產(chǎn)的克隆動物，不是對體細(xì)胞供體動物進(jìn)行了100%的復(fù)制，原因是克隆動物絕大部分DNA來自供體細(xì)胞核，其核外還有少量的DNA，即線粒體中的DNA來自受體卵母細(xì)胞。此外，動物的一些行為、習(xí)性的形成與所處環(huán)境有很大關(guān)系。1．辨析動物細(xì)胞培養(yǎng)相關(guān)的兩組概念(1)細(xì)胞貼壁與接觸抑制：懸液中分散的細(xì)胞很快就貼附在瓶壁上，稱為細(xì)胞貼壁。當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長到表面相互接觸時，細(xì)胞就會停止分裂增殖，這種現(xiàn)象稱為接觸抑制。(2)原代培養(yǎng)與傳代培養(yǎng)①原代培養(yǎng)：動物組織消化后的初次培養(yǎng)稱為原代培養(yǎng)。原代培養(yǎng)的細(xì)胞核型正常。②傳代培養(yǎng)：貼滿瓶壁的細(xì)胞需要重新用胰蛋白酶等處理，然后分瓶繼續(xù)培養(yǎng)，讓細(xì)胞繼續(xù)增殖。這樣的培養(yǎng)過程通常被稱為傳代培養(yǎng)。一般情況下，細(xì)胞在傳至10～50代左右時，增殖會逐漸緩慢，以至于完全停止，這時部分細(xì)胞的細(xì)胞核型可能會發(fā)生變化。2．植物組織培養(yǎng)與動物細(xì)胞培養(yǎng)的比較比較項目植物組織培養(yǎng)動物細(xì)胞培養(yǎng)理論基礎(chǔ)植物細(xì)胞的全能性細(xì)胞增殖培養(yǎng)基類型固體或半固體培養(yǎng)基液體培養(yǎng)基成分水、礦質(zhì)元素、維生素、蔗糖、氨基酸、瓊脂、植物激素等糖、氨基酸、無機鹽、維生素、促生長因子、動物血清等取材植物較幼嫩部分或花藥等動物胚胎或幼齡動物的器官或組織關(guān)鍵環(huán)節(jié)細(xì)胞的脫分化和再分化細(xì)胞增殖和癌變結(jié)果形成新的組織或植物個體，可以體現(xiàn)細(xì)胞的全能性形成細(xì)胞群，不形成個體，不體現(xiàn)細(xì)胞的全能性應(yīng)用①植株快速繁殖；②脫毒植株的培育；③制備人工種子；④生產(chǎn)藥物、殺蟲劑等；⑤轉(zhuǎn)基因植物的培育①蛋白質(zhì)生物制品的生產(chǎn)；②皮膚移植材料的培育；③檢測有毒物質(zhì)；④生理、病理、藥理學(xué)研究相同點①兩種技術(shù)手段培養(yǎng)過程中細(xì)胞都進(jìn)行有絲分裂，都是無性繁殖，都可稱為克隆，都不涉及減數(shù)分裂；②均為無菌操作，需要適宜的溫度、pH等條件3.對核移植與克隆的理解(1)克隆是指遺傳組成完全相同的分子、細(xì)胞或個體，即克隆應(yīng)包含三個層次的內(nèi)容：①分子水平：如DNA復(fù)制；②細(xì)胞水平：如動物細(xì)胞培養(yǎng)；③個體水平：如克隆動物。(2)核移植技術(shù)中選用的核供體應(yīng)為具有優(yōu)良性狀的個體，提供卵細(xì)胞的受體和代孕個體只需為同一物種的健康雌性個體即可。(3)核移植技術(shù)中去核是通過顯微操作完成的，用微型吸管將處于MⅡ中期的卵母細(xì)胞的細(xì)胞核與靠近核的第一極體一并吸出。(4)動物細(xì)胞核移植可以有兩種操作方式：一是把供體細(xì)胞導(dǎo)入去核的卵母細(xì)胞，這是現(xiàn)在常用的方法；二是將供體動物的一個細(xì)胞核直接導(dǎo)入去核的卵母細(xì)胞，該過程需要用電刺激的方法促進(jìn)融合。(5)融合后的細(xì)胞稱為重組細(xì)胞(注意區(qū)分于雜交細(xì)胞)，需用物理或化學(xué)方法激活，使其完成細(xì)胞分裂和發(fā)育進(jìn)程，形成重組胚胎才能進(jìn)行胚胎移植。(6)體細(xì)胞核移植體現(xiàn)了動物細(xì)胞細(xì)胞核的全能性，而非動物細(xì)胞的全能性?？枷蛞粍游锛?xì)胞培養(yǎng)技術(shù)7．(2019·邢臺期末)下列有關(guān)動物細(xì)胞培養(yǎng)的說法，正確的是()A．克隆動物不需要經(jīng)過動物細(xì)胞培養(yǎng)B．培養(yǎng)10代以內(nèi)的細(xì)胞一般保持正常的二倍體核型C．動物細(xì)胞應(yīng)置于含95%的O2和5%的CO2的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)D．動物細(xì)胞培養(yǎng)時無須在培養(yǎng)基中添加天然成分答案B8．角膜緣干細(xì)胞能更新角膜上皮細(xì)胞，角膜上皮細(xì)胞對維持角膜的透明性至關(guān)重要。回答下列問題：(1)將角膜緣組織剪碎，加入______________________________處理，可獲得大量游離分散的細(xì)胞。(2)通常角膜緣干細(xì)胞的培養(yǎng)控制在10代以內(nèi)，原因是______________________________。(3)離體培養(yǎng)角膜緣干細(xì)胞時，一般需要在合成培養(yǎng)基中加入__________等天然成分，培養(yǎng)時所需的氣體主要有______________。(4)研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞因子能夠調(diào)控角膜緣干細(xì)胞分化。放線菌素D能通過阻礙RNA聚合酶的功能進(jìn)而抑制細(xì)胞因子的調(diào)控，由此推斷該抑制過程發(fā)生在__________(填“復(fù)制”“轉(zhuǎn)錄”或“翻譯”)水平。答案(1)胰蛋白酶或膠原蛋白酶(2)保持細(xì)胞正常的二倍體核型(3)血清(或血漿)O2和CO2(4)轉(zhuǎn)錄考向二動物體細(xì)胞核移植和克隆動物9．在克隆奶牛的體細(xì)胞核移植過程中，不需要進(jìn)行的操作是()A．對提供細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)的奶牛進(jìn)行同期發(fā)情處理B．在體外將采集到的卵母細(xì)胞培養(yǎng)到減數(shù)第二次分裂中期C．通過顯微操作技術(shù)去除卵母細(xì)胞的細(xì)胞核和極體D．使用電脈沖等方法激活重組細(xì)胞使其完成細(xì)胞分裂和發(fā)育答案A10．我國科學(xué)家突破了體細(xì)胞克隆猴的世界難題，成功培育出世界上首個體細(xì)胞克隆猴——“中中”和“華華”。這標(biāo)志著我國將率先開啟以獼猴作為實驗動物模型的時代。下圖為克隆猴的流程示意圖。請回答下列問題：(1)我國克隆猴利用的是猴胎兒成纖維細(xì)胞，該細(xì)胞是一種已分化的體細(xì)胞，從理論上分析，它具有細(xì)胞的全能性，這是因為________________________________________________。(2)克隆猴時需要進(jìn)行“去核”操作，即去掉卵母細(xì)胞的細(xì)胞核。先在體外培養(yǎng)卵母細(xì)胞讓其分裂，一般選擇____________________的細(xì)胞進(jìn)行去核操作；然后進(jìn)行“核移植”，即將體細(xì)胞的細(xì)胞核移到去核卵母細(xì)胞中形成重組細(xì)胞；此時采用的技術(shù)是_________________；得到的重組細(xì)胞再進(jìn)行人工激活使其分裂形成胚胎。(3)科學(xué)家將79枚克隆胚胎移植到21只代孕母猴中，最終只有兩只母猴正常懷孕產(chǎn)下“中中”和“華華”，它倆的性別是否一致？__________；原因是__________________________________________________________________________________________________________。(4)克隆動物有很多優(yōu)點：①可以加速家畜遺傳改良進(jìn)程，促進(jìn)優(yōu)良畜群繁育；②____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)成纖維細(xì)胞的細(xì)胞核中含有猴的全部核基因(2)減數(shù)第二次分裂中期(或MⅡ中期)顯微注射技術(shù)(3)是“中中”“華華”的細(xì)胞核中遺傳物質(zhì)一樣，是經(jīng)過有絲分裂形成的(4)可以增加瀕危物種的存活數(shù)量(或可以建立實驗動物模型研究人類疾病)考點三動物細(xì)胞融合與單克隆抗體1．動物細(xì)胞融合(1)概念：兩個或多個動物細(xì)胞結(jié)合形成一個細(xì)胞的過程，也稱細(xì)胞雜交。(2)條件：需要用聚乙二醇(PEG)、滅活的病毒或電激等誘導(dǎo)因素。(3)原理：細(xì)胞膜的流動性。(4)結(jié)果：形成具有原來兩個或多個細(xì)胞遺傳信息的單核細(xì)胞，稱為雜交細(xì)胞。(5)意義：突破了有性雜交方法的局限，使遠(yuǎn)緣雜交成為可能；成為研究細(xì)胞遺傳、細(xì)胞免疫、腫瘤和生物新品種培育等的重要手段，為制造單克隆抗體開辟了新途徑。教材中的隱性知識源于選修3P52“生物技術(shù)資料卡”(1)滅活是指用物理或化學(xué)手段使病毒或細(xì)菌失去感染能力，并不破壞病原體的抗原結(jié)構(gòu)。(2)滅活病毒誘導(dǎo)細(xì)胞融合與病毒和細(xì)胞含的糖蛋白有關(guān)。2．單克隆抗體(1)制備原理：一種漿細(xì)胞產(chǎn)生一種抗體，漿細(xì)胞在體外不能(填“能”或“不能”)無限增殖；骨髓瘤細(xì)胞能無限增殖；漿細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合得到的雜交瘤細(xì)胞，既能迅速大量繁殖，又能產(chǎn)生專一的抗體。(2)制備過程(3)應(yīng)用：作為診斷試劑，具有準(zhǔn)確、高效、簡易、快速的優(yōu)點；用于治療疾病和運載藥物，可制成“生物導(dǎo)彈”。(1)植物原生質(zhì)體融合與動物細(xì)胞融合的原理是相同的(√)(2)B淋巴細(xì)胞均能產(chǎn)生單一抗體(×)(3)單克隆抗體可直接作為“生物導(dǎo)彈”用于疾病治療(×)(4)雜交瘤細(xì)胞進(jìn)行體內(nèi)培養(yǎng)，更容易控制培養(yǎng)條件(√)(5)B淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞經(jīng)細(xì)胞融合后有三種細(xì)胞類型(只考慮兩個細(xì)胞間融合)(√)(6)滅活的病毒能促進(jìn)動物細(xì)胞融合，但不能促進(jìn)植物細(xì)胞融合(√)源于選修3P53圖2－24(1)制備單克隆抗體過程中，若僅考慮細(xì)胞的兩兩融合，B淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞經(jīng)細(xì)胞融合后產(chǎn)生的細(xì)胞有B細(xì)胞自身融合、骨髓瘤細(xì)胞自身融合，雜交瘤細(xì)胞3種類型，出現(xiàn)不同種類型是因為細(xì)胞融合是隨機的。(2)雜交瘤細(xì)胞的特點是既能迅速大量繁殖，又能產(chǎn)生專一的抗體。(3)單克隆抗體的優(yōu)點是特異性強、靈敏度高，并可以大量制備。1．植物體細(xì)胞雜交和動物細(xì)胞融合的比較比較項目植物體細(xì)胞雜交動物細(xì)胞融合原理細(xì)胞膜的流動性、細(xì)胞的全能性細(xì)胞膜的流動性融合前處理除去細(xì)胞壁使細(xì)胞分散開相關(guān)酶纖維素酶和果膠酶胰蛋白酶或膠原蛋白酶誘導(dǎo)方法物理法：離心、振動、電激等；化學(xué)法：聚乙二醇(PEG)等誘導(dǎo)除物理法和化學(xué)法，還可用滅活的病毒誘導(dǎo)結(jié)果雜種植株雜交細(xì)胞應(yīng)用培育植物新品種主要用于制備單克隆抗體意義克服不同生物遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙，打破了生殖隔離，擴(kuò)展了雜交的親本組合2．細(xì)胞融合與單克隆抗體的制備項目步驟技術(shù)方法原理取材從已免疫的小鼠的脾臟中獲取B淋巴細(xì)胞，體外培養(yǎng)骨髓瘤細(xì)胞動物細(xì)胞培養(yǎng)細(xì)胞增殖融合通過滅活病毒誘導(dǎo)B淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合動物細(xì)胞融合細(xì)胞膜的流動性選擇第一次要從融合形成的雜交細(xì)胞中篩選出雜交瘤細(xì)胞選擇培養(yǎng)基—第二次要從雜交瘤細(xì)胞中獲得能產(chǎn)生專一抗體的雜交瘤細(xì)胞專一抗體檢測、克隆化培養(yǎng)免疫學(xué)原理(抗原—抗體特異性結(jié)合)培養(yǎng)在小鼠腹腔內(nèi)進(jìn)行體內(nèi)培養(yǎng)，或在裝有細(xì)胞培養(yǎng)液的培養(yǎng)基中進(jìn)行體外培養(yǎng)動物細(xì)胞培養(yǎng)細(xì)胞增殖考向一動物細(xì)胞融合11.如圖為細(xì)胞融合的示意圖，下列敘述正確的是()A．若a細(xì)胞和b細(xì)胞是植物細(xì)胞，需先去分化再誘導(dǎo)融合B．a(chǎn)細(xì)胞和b細(xì)胞之間的融合需要促融處理后才能實現(xiàn)C．c細(xì)胞的形成與a、b細(xì)胞膜的流動性無關(guān)D．c細(xì)胞將同時表達(dá)a細(xì)胞和b細(xì)胞中的所有基因答案B解析若a、b細(xì)胞為植物細(xì)胞，則需要去除細(xì)胞壁，但不需要去分化，A項錯誤；兩細(xì)胞融合需要用物理或化學(xué)等方法使其融合，其融合過程體現(xiàn)了細(xì)胞膜具有一定的流動性，B項正確、C項錯誤；融合后的雜交細(xì)胞中的基因仍是選擇性表達(dá)，不會表達(dá)全部的基因，D項錯誤。12．下列對植物體細(xì)胞雜交和動物細(xì)胞融合的比較，描述正確的是()A．動物細(xì)胞融合與植物原生質(zhì)體融合的基本原理相同，誘導(dǎo)融合的方法也完全相同B．只有植物體細(xì)胞雜交可跨越種屬間的生殖隔離，突破有性雜交方法的局限，使遠(yuǎn)緣雜交成為可能C．利用動物細(xì)胞融合技術(shù)而發(fā)展起來的雜交瘤技術(shù)，為生產(chǎn)單克隆抗體開辟了新途徑D．目前科學(xué)家終于實現(xiàn)了兩個植物物種間的體細(xì)胞雜交，得到了同時具有兩個物種遺傳物質(zhì)的超級植物，并使它們的性狀全部得以體現(xiàn)答案C解析動物細(xì)胞融合的誘導(dǎo)方法有生物方法，如用滅活的病毒，而植物原生質(zhì)體融合沒有生物方法；兩個植物物種間的體細(xì)胞雜交，得到了同時具有兩個物種遺傳物質(zhì)的超級植物，但目前不能使它們的性狀全部能得以體現(xiàn)?？枷蚨慰寺】贵w制備13．單克隆抗體特異性強、靈敏度高，可以大量制備，已被廣泛應(yīng)用于疾病的診斷和治療。用H7N9病毒制備單克隆抗體的流程如下圖所示：(1)過程③常用的方法是_______________________________________________________。(2)向小鼠體內(nèi)注射抗原蛋白，使小鼠產(chǎn)生____________免疫。從小鼠體內(nèi)分離的細(xì)胞Ⅰ是________________，細(xì)胞Ⅱ應(yīng)具有的特點是______________________________________。(3)體外培養(yǎng)細(xì)胞Ⅱ，首先應(yīng)保證其處于________________________________________的環(huán)境中，其次需要提供充足的營養(yǎng)和適宜的溫度等。(4)對于轉(zhuǎn)基因成功的細(xì)胞Ⅱ還要進(jìn)行克隆化培養(yǎng)和________________________檢測。(5)若要預(yù)防H7N9禽流感，可用圖中的__________________作為疫苗。答案(1)顯微注射技術(shù)(2)體液已免疫的B淋巴細(xì)胞(或漿細(xì)胞)既能無限增殖，又能產(chǎn)生特異性抗體(3)無菌、無毒(4)(專一性)抗體(5)抗原蛋白解析(1)過程③是將重組DNA導(dǎo)入動物細(xì)胞，常用的方法是顯微注射技術(shù)。(2)向小鼠體內(nèi)注射抗原蛋白，其目的是使小鼠產(chǎn)生免疫反應(yīng)，進(jìn)而使小鼠體內(nèi)產(chǎn)生能分泌所需抗體的已免疫的B淋巴細(xì)胞或漿細(xì)胞，而產(chǎn)生已免疫的B淋巴細(xì)胞或漿細(xì)胞的過程屬于體液免疫。從小鼠體內(nèi)分離的細(xì)胞Ⅰ能分泌抗體，因此是已免疫的B淋巴細(xì)胞或漿細(xì)胞。細(xì)胞Ⅱ是從細(xì)胞Ⅰ中篩選出來的、能分泌所需抗體的已免疫的B淋巴細(xì)胞或漿細(xì)胞；由于導(dǎo)入了無限增殖調(diào)控基因，所以細(xì)胞Ⅱ既能無限增殖，又能產(chǎn)生特異性抗體。(3)體外培養(yǎng)細(xì)胞Ⅱ需借助動物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)，應(yīng)保證其處于無菌、無毒的環(huán)境中。(4)對于轉(zhuǎn)基因成功的細(xì)胞Ⅱ還要進(jìn)行克隆化培養(yǎng)和(專一性)抗體檢測，才能獲得足量所需要的細(xì)胞。(5)疫苗為毒性弱的抗原，因此要預(yù)防H7N9禽流感，可以用圖中的抗原蛋白作為疫苗。14．利用細(xì)胞工程技術(shù)制備抗人絨毛膜促性腺激素(HCG)單克隆抗體，其主要流程如下：eq\x(①取免疫后的B淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合)↓eq\x(②用HAT選擇培養(yǎng)基篩選出雜交瘤細(xì)胞)↓eq\x(③將雜交瘤細(xì)胞接種到多孔細(xì)胞培養(yǎng)板上，篩選出抗體檢測呈陽性的細(xì)胞)↓eq\x(④體外培養(yǎng)獲得抗HCG單克隆抗體)回答下列問題：(1)制備抗HCG單克隆抗體過程中，用到的動物細(xì)胞工程技術(shù)有________________和________________。(2)細(xì)胞DNA合成有D和S兩條途徑，其中D途徑能被氨基嘌呤阻斷，而S途徑不被阻斷。在HAT培養(yǎng)基中加入了氨基嘌呤，雜交瘤細(xì)胞能連續(xù)增殖，未融合細(xì)胞以及同種融合細(xì)胞因不能增殖而死亡。由此可判斷骨髓瘤細(xì)胞DNA合成存在________(填“D”“S”或“D和S”)途徑。(3)步驟③需對選擇培養(yǎng)的雜交瘤細(xì)胞進(jìn)行克隆化培養(yǎng)及抗體檢測，該過程一般在多孔細(xì)胞培養(yǎng)板上進(jìn)行。先將細(xì)胞懸液稀釋到7～10個細(xì)胞/mL，再在每個培養(yǎng)孔中滴入0.1mL細(xì)胞稀釋液，其目的是_________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)用抗HCG單克隆抗體作為診斷試劑，能在妊娠初期即可作出診斷，主要是因為該抗體具有______________________________________________________________________的優(yōu)點。答案(1)動物細(xì)胞融合動物細(xì)胞培養(yǎng)(2)D(3)使每個孔內(nèi)不多于一個細(xì)胞，達(dá)到單克隆培養(yǎng)的目的(4)特異性強、靈敏度高解析免疫后的B淋巴細(xì)胞不能分裂增殖，骨髓瘤細(xì)胞能不斷分裂增殖。在HAT培養(yǎng)基中加入氨基嘌呤，阻斷了細(xì)胞DNA合成的D途徑，但DNA合成的S途徑?jīng)]有被阻斷，結(jié)果未融合的細(xì)胞(包括骨髓瘤細(xì)胞和B淋巴細(xì)胞)以及同種融合細(xì)胞(包括骨髓瘤細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合、B淋巴細(xì)胞與B淋巴細(xì)胞融合)因不能增殖而死亡，由此可判斷骨髓瘤細(xì)胞DNA合成存在D途徑。1．核心概念(1)(選修3P31)細(xì)胞工程是指應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)的原理和方法，通過細(xì)胞水平或細(xì)胞器水平上的操作，按照人的意愿來改變細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細(xì)胞產(chǎn)品的一門綜合科學(xué)技術(shù)。(2)(選修3P33)脫分化是讓已經(jīng)分化的細(xì)胞，經(jīng)過誘導(dǎo)后，失去其特有的結(jié)構(gòu)和功能而轉(zhuǎn)變成未分化細(xì)胞的過程。(3)(選修3P39)人工種子是以植物組織培養(yǎng)得到的胚狀體、不定芽、頂芽和腋芽等為材料，經(jīng)過人工薄膜包裝得到的種子。(4)(選修3P44)細(xì)胞貼壁：細(xì)胞培養(yǎng)中懸液中分散的細(xì)胞貼附在瓶壁上的現(xiàn)象。(5)(選修3P45)細(xì)胞的接觸抑制：當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長到表面相互接觸時，細(xì)胞停止分裂增殖的現(xiàn)象。(6)(選修3P45)原代培養(yǎng)通常指將動物組織消化后的初次培養(yǎng)。(7)(選修3P47)克隆動物：用核移植的方法得到的動物。2．教材結(jié)論性語句(1)(選修3P33)具有某種生物全部遺傳信息的任何一個細(xì)胞，都具有發(fā)育成完整生物體的潛能，也就是說，每個生物細(xì)胞都具有全能性的特點。(2)(選修3P34)在個體生長發(fā)育過程中，細(xì)胞并不會表現(xiàn)出全能性，而是分化成各種組織和器官。(3)(選修3P36)植物組織培養(yǎng)就是在無菌和人工控制條件下，將離體的植物器官、組織、細(xì)胞，培養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)基上，給予適宜的培養(yǎng)條件，誘導(dǎo)其產(chǎn)生愈傷組織、叢芽，最終形成完整的植株。(4)(選修3P36)在進(jìn)行植物體細(xì)胞雜交之前，必須先利用纖維素酶和果膠酶去除細(xì)胞壁，獲得具有活力的原生質(zhì)體。(5)(選修3P37)植物體細(xì)胞雜交就是將不同種的植物體細(xì)胞，在一定條件下融合成雜種細(xì)胞，并把雜種細(xì)胞培育成新的植物體的技術(shù)。(6)(選修3P44)動物細(xì)胞培養(yǎng)就是從動物機體中取出相關(guān)的組織，將它分散成單個細(xì)胞，然后，放在適宜的培養(yǎng)基中，讓這些細(xì)胞生長和增殖。(7)(選修3P47)動物核移植是將動物的一個細(xì)胞的細(xì)胞核，移入一個已經(jīng)去掉細(xì)胞核的卵母細(xì)胞中，使其重組并發(fā)育成一個新的胚胎，這個新的胚胎最終發(fā)育成動物個體。(8)(選修3P47)動物胚胎細(xì)胞分化程度低，恢復(fù)其全能性相對容易，而動物體細(xì)胞分化程度高，恢復(fù)其全能性十分困難。(9)(選修3P52)動物細(xì)胞融合也稱細(xì)胞雜交，是指兩個或多個動物細(xì)胞結(jié)合形成一個細(xì)胞的過程。(10)(選修3P52)細(xì)胞融合技術(shù)突破了有性雜交方法的局限，使遠(yuǎn)緣雜交成為可能。1．(2020·山東，13)兩種遠(yuǎn)緣植物的細(xì)胞融合后會導(dǎo)致一方的染色體被排出。若其中一個細(xì)胞的染色體在融合前由于某種原因斷裂，形成的染色體片段在細(xì)胞融合后可能不會被全部排出，未排出的染色體片段可以整合到另一個細(xì)胞的染色體上而留存在雜種細(xì)胞中。依據(jù)該原理，將普通小麥與耐鹽性強的中間偃麥草進(jìn)行體細(xì)胞雜交獲得了耐鹽小麥新品種，過程如下圖所示。下列說法錯誤的是()A．過程①需使用纖維素酶和果膠酶處理細(xì)胞B．過程②的目的是使中間偃麥草的染色體斷裂C．過程③中常用滅活的病毒誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合D．耐鹽小麥的染色體上整合了中間偃麥草的染色體片段答案C解析植物細(xì)胞壁的主要成分是纖維素和果膠，過程①需用纖維素酶和果膠酶除去細(xì)胞壁獲得原生質(zhì)體，A項正確；紫外線屬于誘發(fā)變異的物理因素，紫外線照射的目的是使中間偃麥草的染色體斷裂，B項正確；過程③為誘導(dǎo)植物原生質(zhì)體融合，常用離心、振動、電激、聚乙二醇作為誘導(dǎo)劑等方式處理，不用滅活的病毒誘導(dǎo)，C項錯誤；普通小麥沒有耐鹽基因，耐鹽小麥的形成是將來自中間偃麥草的含有耐鹽基因的染色體片段整合到普通小麥染色體上的結(jié)果，D項正確。2．(2019·北京，4)甲、乙是嚴(yán)重危害某二倍體觀賞植物的病害。研究者先分別獲得抗甲、乙的轉(zhuǎn)基因植株，再將二者雜交后得到F1，結(jié)合單倍體育種技術(shù)，培育出同時抗甲、乙的植物新品種。以下對相關(guān)操作及結(jié)果的敘述，錯誤的是()A．將含有目的基因和標(biāo)記基因的載體導(dǎo)入受體細(xì)胞B．通過接種病原體對轉(zhuǎn)基因的植株進(jìn)行抗病性鑒定C．調(diào)整培養(yǎng)基中植物激素比例獲得F1花粉再生植株D．經(jīng)花粉離體培養(yǎng)獲得的若干再生植株均為二倍體答案D解析基因工程的核心是基因表達(dá)載體的構(gòu)建，基因表達(dá)載體包括目的基因、標(biāo)記基因、啟動子、終止子等，A項正確；可通過病原體接種實驗對轉(zhuǎn)基因植株進(jìn)行個體水平的檢測，B項正確；花粉離體培養(yǎng)技術(shù)就是以花粉為外植體進(jìn)行的組織培養(yǎng)，其培養(yǎng)基中需要添加生長素和細(xì)胞分裂素等植物激素，且在組織培養(yǎng)不同階段需要調(diào)整激素的比例，C項正確；抗甲、乙的植物新品種雜交后得到的F1仍為二倍體植株，F(xiàn)1經(jīng)花粉離體培養(yǎng)獲得的再生植株均為單倍體，D項錯誤。3．(2019·江蘇，23改編)如圖為雜交瘤細(xì)胞制備示意圖。骨髓瘤細(xì)胞由于缺乏次黃嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶(HGPRT－)，在HAT篩選培養(yǎng)液中不能正常合成DNA，無法生長。下列敘述錯誤的是()A．可用滅活的仙臺病毒誘導(dǎo)細(xì)胞融合B．兩兩融合的細(xì)胞都能在HAT培養(yǎng)液中生長C．雜交瘤細(xì)胞需進(jìn)一步篩選才能用于生產(chǎn)D．細(xì)胞膜的流動性是細(xì)胞融合的基礎(chǔ)答案B解析動物細(xì)胞融合可以用滅活的仙臺病毒、聚乙二醇(PEG)、電激等進(jìn)行誘導(dǎo)，A正確；兩兩融合的細(xì)胞包括：免疫B細(xì)胞與免疫B細(xì)胞的融合細(xì)胞、骨髓瘤細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞的融合細(xì)胞、雜交瘤細(xì)胞，據(jù)題干信息骨髓瘤細(xì)胞在HAT篩選培養(yǎng)液中無法生長，因此骨髓瘤細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞的融合細(xì)胞在HAT培養(yǎng)液中無法生長，而免疫B細(xì)胞與免疫B細(xì)胞的融合細(xì)胞不能無限增殖，故不能生長，雜交瘤細(xì)胞可以在HAT培養(yǎng)液中生長，B錯誤；融合后產(chǎn)生的雜交瘤細(xì)胞并不是都能表達(dá)產(chǎn)生所需的單克隆抗體，還需要進(jìn)一步篩選才能用于生產(chǎn)，C正確；動物細(xì)胞融合依據(jù)的原理是細(xì)胞膜的流動性，D正確。4．(2018·全國Ⅲ，38)2018年《細(xì)胞》期刊報道，中國科學(xué)家率先成功地應(yīng)用體細(xì)胞對非人靈長類動物進(jìn)行克隆，獲得兩只克隆猴——“中中”和“華華”?；卮鹣铝袉栴}：(1)“中中”和“華華”的獲得涉及核移植過程，核移植是指__________________________。通過核移植方法獲得的克隆猴，與核供體相比，克隆猴體細(xì)胞的染色體數(shù)目______(填“減半”“加倍”或“不變”)。(2)哺乳動物的核移植可以分為胚胎細(xì)胞核移植和體細(xì)胞核移植，胚胎細(xì)胞核移植獲得克隆動物的難度________(填“大于”或“小于”)體細(xì)胞核移植，其原因是__________________。(3)在哺乳動物核移植的過程中，若分別以雌性個體和雄性個體的體細(xì)胞作為核供體，通常，所得到的兩個克隆動物體細(xì)胞的常染色體數(shù)目________(填“相同”或“不同”)，性染色體組合________(填“相同”或“不同”)。答案(1)將動物的一個細(xì)胞的細(xì)胞核，移入一個已去掉細(xì)胞核的卵母細(xì)胞中不變(2)小于胚胎細(xì)胞分化程度低，恢復(fù)全能性相對容易(3)相同不同解析(1)核移植是指將動物的一個細(xì)胞的細(xì)胞核，移入一個已去掉細(xì)胞核的卵母細(xì)胞中，形成重組細(xì)胞。重組細(xì)胞形成的早期胚胎可移植到受體子宮內(nèi)進(jìn)一步發(fā)育，最終分娩得到克隆動物。因為染色體在細(xì)胞核中，所以克隆動物體細(xì)胞的染色體數(shù)目與提供細(xì)胞核的個體的體細(xì)胞相同。(2)由于動物的胚胎細(xì)胞分化程度低，恢復(fù)全能性相對容易，而動物的體細(xì)胞分化程度高，恢復(fù)全能性十分困難，因此，動物體細(xì)胞核移植的難度明顯高于胚胎細(xì)胞核移植。(3)哺乳動物雌雄個體的體細(xì)胞中，細(xì)胞核內(nèi)常染色體的數(shù)目是相同的，性染色體組合是不同的。若分別以雌性個體和雄性個體的體細(xì)胞作為核供體，則得到的克隆動物的體細(xì)胞中常染色體的數(shù)目相同，性染色體組合不同。5．(2020·全國Ⅰ，38)為研制抗病毒A的單克隆抗體，某同學(xué)以小鼠甲為實驗材料設(shè)計了以下實驗流程?；卮鹣铝袉栴}：(1)上述實驗前必須給小鼠甲注射病毒A，該處理的目的是_____________________________________________________________________________________________________________。(2)寫出以小鼠甲的脾臟為材料制備單細(xì)胞懸液的主要實驗步驟：_______________________________________________________________________________________________________。(3)為了得到能產(chǎn)生抗病毒A的單克隆抗體的雜交瘤細(xì)胞，需要進(jìn)行篩選。圖中篩選1所采用的培養(yǎng)基屬于______________，使用該培養(yǎng)基進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)的結(jié)果是____________________________________________________________________________________________________。圖中篩選2含多次篩選，篩選所依據(jù)的基本原理是___________________________________________________________________________________________________________________。(4)若要使能產(chǎn)生抗病毒A的單克隆抗體的雜交瘤細(xì)胞大量增殖，可采用的方法有__________________________________________________________________________(答出2點即可)。答案(1)誘導(dǎo)小鼠甲產(chǎn)生能夠分泌抗病毒A抗體的B淋巴細(xì)胞(2)取小鼠甲脾臟剪碎，用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理使其分散成單個細(xì)胞，加入培養(yǎng)液制成單細(xì)胞懸液(3)選擇培養(yǎng)基只有雜交瘤細(xì)胞能夠生存抗原與抗體的反應(yīng)具有特異性(4)將雜交瘤細(xì)胞注射到小鼠腹腔內(nèi)增殖；將雜交瘤細(xì)胞在體外培養(yǎng)解析(1)利用小鼠甲制備單克隆抗體時，先要給小鼠甲注射相應(yīng)的抗原，目的是獲得經(jīng)免疫的、能產(chǎn)生相應(yīng)抗體的B淋巴細(xì)胞。(2)利用小鼠甲的脾臟制備單細(xì)胞懸液的主要步驟是①取小鼠甲的脾臟并剪碎；②用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理使其分散成單個細(xì)胞；③利用培養(yǎng)液將分散的細(xì)胞制成細(xì)胞懸液。(3)為了得到所需要的雜交瘤細(xì)胞，在細(xì)胞培養(yǎng)過程中要進(jìn)行篩選。第一次篩選(篩選1)是利用選擇培養(yǎng)基進(jìn)行篩選，在選擇培養(yǎng)基上只有融合的雜種細(xì)胞才能生長，未融合的、同種細(xì)胞融合的細(xì)胞都不能存活。后續(xù)過程還需要利用抗原與抗體的反應(yīng)具有特異性的原理進(jìn)行多次篩選(篩選2)，目的是得到能產(chǎn)生所需要的抗體并能無限增殖的雜交瘤細(xì)胞。(4)若要將得到的雜交瘤細(xì)胞進(jìn)行大量培養(yǎng)，可以在體外條件下進(jìn)行大規(guī)模培養(yǎng)或?qū)⑵渥⑸涞叫∈蟾骨粌?nèi)增殖。課時精練1．玉米(2n＝20)和水稻(2m＝24)均為二倍體植物，某實驗小組擬用體細(xì)胞雜交技術(shù)培育富含β-胡蘿卜素的“黃金大米”植株，過程設(shè)計如圖所示。請回答下列問題：(1)①為原生質(zhì)體的制備過程，該過程需要的酶是__________________________，制備原生質(zhì)體的過程不能在清水中進(jìn)行，以防止________________________。(2)原生質(zhì)體融合過程體現(xiàn)了細(xì)胞膜________________的結(jié)構(gòu)特點。(3)圖中融合的雜種細(xì)胞中含有________個染色體組，該雜種細(xì)胞培育形成的植株的精原細(xì)胞在減數(shù)分裂過程中能產(chǎn)生________個四分體。(4)③過程________(填“需要”或“不需要”)在光下進(jìn)行，④過程中愈傷組織分化的方向與培養(yǎng)基中__________________________有關(guān)。答案(1)纖維素酶和果膠酶原生質(zhì)體吸水漲破(2)具有一定的流動性(3)422(4)不需要植物激素的種類和比例解析(1)①為原生質(zhì)體的制備過程，通常用酶解法。由于細(xì)胞壁的主要成分是纖維素和果膠，所以該過程需要的酶是纖維素酶和果膠酶。由于細(xì)胞壁對細(xì)胞有支持和保護(hù)作用，所以制備原生質(zhì)體的過程不能在清水中進(jìn)行，以防止原生質(zhì)體吸水漲破。(3)由于玉米(2n＝20)和水稻(2m＝24)均為二倍體植物，所以圖中融合的雜種細(xì)胞中含有4個染色體組，該雜種細(xì)胞含有22對同源染色體，所以培育形成的植株的精原細(xì)胞在減數(shù)分裂過程中能產(chǎn)生22個四分體。(4)③過程為脫分化，不需要在光下進(jìn)行，④過程中愈傷組織分化的方向與培養(yǎng)基中植物激素的種類和比例有關(guān)。2．(2021·江西新余模擬)2016年10月19日美國新希望生殖醫(yī)學(xué)中心正式宣布，世界首個核移植“三父母”男嬰已于2016年4月誕生。為中東一位線粒體攜帶有亞急性壞死腦病基因的母親帶來了希望。培養(yǎng)過程如圖所示，據(jù)圖回答下列問題：(1)獲得重組卵母細(xì)胞A會用到核移植技術(shù)，完成①過程需要用微型吸管吸出________________，完成④過程的B細(xì)胞需要選擇________________(填時期)的卵母細(xì)胞。(2)卵母細(xì)胞的獲取過程中，需要對女性進(jìn)行超數(shù)排卵處理，超數(shù)排卵的方法是給女性注射________激素，超數(shù)排卵技術(shù)帶來的危害之一是__________________________________________________________________________________________________________________。(3)為了提高已有胚胎的利用率，可采用____________技術(shù)。若選用囊胚期的胚胎，操作過程中要特別注意的問題是___________________________________________________________。(4)根據(jù)__________(填序號)過程判斷，此種繁殖方式是______生殖。細(xì)胞A的培養(yǎng)過程③所需氣體主要有O2和CO2，CO2的主要作用是________________________________________。(5)設(shè)計試管嬰兒技術(shù)與解決不孕問題而進(jìn)行的試管嬰兒技術(shù)的主要區(qū)別是前者需要在植入前對胚胎進(jìn)行___________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)細(xì)胞核和第一極體減數(shù)第二次分裂中期(或MⅡ中期)(2)促性腺對女性的身體不利，卵巢早衰、影響女性內(nèi)分泌、影響胎兒的健康發(fā)育等(答出其中一項即可)(3)胚胎分割將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割(4)④有性維持培養(yǎng)液的pH(5)遺傳學(xué)診斷(或基因檢測或基因診斷)解析(1)圖中①表示將捐獻(xiàn)者的卵母細(xì)胞的核物質(zhì)去除，②表示核移植技術(shù)，③表示卵母細(xì)胞的體外培養(yǎng)，④表示體外受精，⑤表示早期胚胎培養(yǎng)，⑥表示胚胎移植；A表示重組卵母細(xì)胞，B表示培養(yǎng)到減數(shù)第二次分裂中期的卵母細(xì)胞。將捐獻(xiàn)者的卵母細(xì)胞的核物質(zhì)去除，該過程需要用微型吸管一并吸出細(xì)胞核和第一極體。獲能的精子需要與培養(yǎng)到減數(shù)第二次分裂中期的卵母細(xì)胞完成受精作用。(3)利用胚胎分割技術(shù)可以提高已有胚胎的利用率；對囊胚期的胚胎進(jìn)行胚胎分割時需要注意將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割。(4)圖中④表示體外受精，這種繁殖方式為有性生殖。細(xì)胞培養(yǎng)需要的氣體主要有O2和CO2，其中CO2的主要作用是維持培養(yǎng)液的pH。3．(2020·昆明市質(zhì)檢)Hela細(xì)胞系是人工培養(yǎng)的、具有無限增殖能力的癌細(xì)胞系?；卮鹣铝袉栴}：(1)Hela細(xì)胞源自一位美國婦女的宮頸癌細(xì)胞，目前實驗室中為了進(jìn)一步研究Hela細(xì)胞，需要進(jìn)行__________(填“原代”或“傳代”)培養(yǎng)。細(xì)胞體外培養(yǎng)所需要營養(yǎng)物質(zhì)有糖、氨基酸、無機鹽等，通常還需要加入__________等天然成分。在動物細(xì)胞培養(yǎng)過程中，需要用胰蛋白酶，而不用胃蛋白酶的原因是_________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)某小組為研究葡萄糖饑餓對Hela細(xì)胞生長的抑制情況，其他營養(yǎng)條件適宜，用不同葡萄糖濃度的培養(yǎng)基培養(yǎng)Hela細(xì)胞24h，實驗結(jié)果如表所示：葡萄糖濃度(mmol·L－1)Hela細(xì)胞生長抑制率(%)056.161.036.301.525.002.016.44該實驗________(填“需要”或“不需要”)另設(shè)對照組，實驗結(jié)果表明：葡萄糖濃度與Hela細(xì)胞生長抑制率的關(guān)系是__________________________________________________。推測體內(nèi)低濃度葡萄糖可____________癌細(xì)胞的增殖，為腫瘤的限食療法提供理論依據(jù)。(3)Hela細(xì)胞在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，例如它幫助科學(xué)家實現(xiàn)了人源細(xì)胞與小鼠細(xì)胞融合。兩個或多個細(xì)胞融合形成的單核細(xì)胞叫做______________，細(xì)胞融合技術(shù)的意義是________________________________________________________________________。答案(1)傳代血清、血漿在多數(shù)動物細(xì)胞培養(yǎng)的適宜pH范圍內(nèi)，胃蛋白酶已失去活性(2)需要葡萄糖濃度越低，Hela細(xì)胞生長抑制率越高抑制(3)雜交細(xì)胞突破了有性雜交方法的局限，使遠(yuǎn)緣雜交成為可能4．(2020·貴陽市摸底考試)2019年1月，中國科學(xué)家首次利用基因編輯技術(shù)，敲除了猴胚胎的生物節(jié)律核心基因BMAL1，獲得了一批節(jié)律紊亂的小猴(第一代模型猴)。采集了其中一只睡眠紊亂最明顯的成年猴的體細(xì)胞，通過體細(xì)胞克隆技術(shù)，獲得了五只BMAL1基因敲除的克隆猴(第二代模型猴)，簡要過程如圖所示，這填補了生物節(jié)律紊亂研究高等動物模型的空白。請回答下列問題：(1)基因敲除是用含有一段已知序列的DNA片段與受體細(xì)胞基因組中序列相同或相近的基因發(fā)生同源重組，整合入受體細(xì)胞的基因組中并得到表達(dá)的一種外源DNA導(dǎo)入技術(shù)?；蚯贸^程中，構(gòu)建的基因表達(dá)載體，外源基因應(yīng)位于____________________才可表達(dá)；外源基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞，可通過對重組DNA上____________的表達(dá)進(jìn)行鑒定和選擇。(2)該研究離不開ES細(xì)胞。ES細(xì)胞在形態(tài)上表現(xiàn)為______________________；其在飼養(yǎng)層細(xì)胞上或在添加抑制因子的培養(yǎng)液中可以________________________。(3)第二代模型猴________(填“是”或“不是”)對第一代模型猴中編號為A6的100%復(fù)制，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)啟動子與終止子之間標(biāo)記基因(2)體積小、細(xì)胞核大、核仁明顯只增殖而不發(fā)生分化(3)不是第二代模型猴的細(xì)胞核DNA來自A6，但其核外DNA(細(xì)胞質(zhì)DNA)來自受體卵母細(xì)胞；還有生活環(huán)境不完全相同解析(1)構(gòu)建基因表達(dá)載體時，應(yīng)將外源基因插入到啟動子與終止子之間才能使其表達(dá)?？梢酝ㄟ^對重組DNA上的標(biāo)記基因的表達(dá)進(jìn)行鑒定和選擇來確定外源基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞。(2)ES細(xì)胞在形態(tài)上具有體積小、細(xì)胞核大、核仁明顯等特點。ES細(xì)胞在飼養(yǎng)層細(xì)胞或在添加抑制因子的培養(yǎng)液中可以維持只增殖不分化的狀態(tài)。5．(2019·全國Ⅱ，38)植物組織培養(yǎng)技術(shù)在科學(xué)研究和生產(chǎn)實踐中得到了廣泛的應(yīng)用?；卮鹣铝袉栴}：(1)植物微型繁殖是植物繁殖的一種途徑。與常規(guī)的種子繁殖方法相比，這種微型繁殖技術(shù)的特點有_________________________________________________________________________________________________________________________________________(答出2點即可)。(2)通過組織培養(yǎng)技術(shù)，可把植物組織細(xì)胞培養(yǎng)成胚狀體，再通過人工種皮(人工薄膜)包裝得到人工種子(如圖所示)，這種人工種子在適宜條件下可萌發(fā)生長。人工種皮具備透氣性的作用是____________________________。人工胚乳能夠為胚狀體生長提供所需的物質(zhì)，因此應(yīng)含有植物激素、____________和________等幾類物質(zhì)。(3)用脫毒苗進(jìn)行繁殖，可以減少作物感染病毒。為了獲得脫毒苗，可以選取植物的________進(jìn)行組織培養(yǎng)。(4)植物組織培養(yǎng)技術(shù)可與基因工程技術(shù)相結(jié)合獲得轉(zhuǎn)基因植株。將含有目的基因的細(xì)胞培養(yǎng)成一個完整植株的基本程序是____________________________________________________(用流程圖表示)。答案(1)能保持植物原有的遺傳特性，繁殖速度快(2)有利于胚狀體進(jìn)行呼吸作用礦質(zhì)元素糖(3)莖尖(4)含目的基因的細(xì)胞eq